Теоретический чертеж

Содержание

Слайд 2

Предмет теории судна составляет изучение мореходных качеств

Предмет теории судна составляет изучение мореходных качеств

Слайд 3

Мореходные качества судна – это совокупность свойств, присущих судну, как движущемуся

Мореходные качества судна – это совокупность свойств, присущих судну, как движущемуся

в воде упругому телу:
Плавучесть
Остойчивость
Непотопляемость
Ходкость
Управляемость
Мореходность (качка)

Статика судна

Динамика судна

Слайд 4

Обводы корпуса судна, ввиду сложности формы, задаются графически в виде теоретического

Обводы корпуса судна, ввиду сложности формы, задаются графически в виде теоретического

чертежа (ТЧ).
На теоретическом чертеже изображены проекции на главные взаимно перпендикулярные плоскости линии пересечения теоретической поверхности корпуса с плоскостями, параллельными главным плоскостям.
Под теоретической поверхностью понимают внутреннюю поверхность обшивки корпуса (без учета толщины обшивки и выступающих частей).
Исключения составляют суда с деревянными и пластмассовыми корпусами, для которых на теоретическом чертеже изображают наружную поверхность корпуса.
Слайд 5

В качестве главных плоскостей принимают: диаметральную плоскость (ДП) - вертикальную продольную

В качестве главных плоскостей принимают:
диаметральную плоскость (ДП) - вертикальную продольную плоскость, делящую

корпус судна на две симметричные части - правую (правый борт) и левую (левый борт);
плоскость мидель шпангоута (Мшп ) - вертикальную поперечную плоскость, проходящую по середине длины судна и делящую корпус на носовую и кормовую части;
основную плоскость (ОП) - горизонтальную плоскость, проходящую через нижнюю точку теоретической поверхности корпуса судна в плоскости мидель-шпангоута.
Слайд 6

Плоскости ТЧ и система координат ОП – основная плоскость ДП –

Плоскости ТЧ и система координат

ОП – основная
плоскость

ДП – диаметральная
плоскость

Мшп –

плоскость мидельшпангоута

0

x

y

z

-x

-y

-z

Слайд 7

Линии пересечения теоретической поверхности корпуса : с плоскостями параллельным ДП называют

Линии пересечения теоретической поверхности корпуса :
с плоскостями параллельным ДП называют

батоксами,
с плоскостями параллельными ОП - теоретическими ватерлиниями (ВЛ),
с плоскостями, параллельными плоскости мидель–шпангоута - теоретическими шпангоутами.
Линии пересечения ОП с ДП и ОП с плоскостью Мшп дают продольную и поперечную основные линии.
Пересечение ДП с корпусом образуют линию киля, форштевня, ахтерштевня и верхней палубы.
Слайд 8

Формирование ТЧ Батокс Теоретическая ватерлиния Теоретический шпангоут

Формирование ТЧ

Батокс

Теоретическая ватерлиния

Теоретический шпангоут

Слайд 9

Совокупность проекций батоксов, теоретических ватерлиний и шпангоутов называется: на ДП «Бок»,

Совокупность проекций батоксов, теоретических ватерлиний и шпангоутов называется:
на ДП «Бок»,


на ОП – «Полуширота»,
на Мшп– «Корпус».
Эти три вида и составляют теоретический чертеж.
Каждое сечение проектируется на одну из плоскостей в своем истинном виде, а на две другие в виде прямых линий. Например, на виде «Бок» в истинном виде представлены батоксы, а теоретические шпангоуты и ватерлинии в виде прямых. Из последних выделяют кон-структивную ватерлинию (КВЛ), по которую судно плавает с полной нагрузкой по проектную осадку. Любая другая ватерлиния, соответствующая конкретному случаю нагрузки называется действующей (расчетной) и обозначается (ВЛ).
Число теоретических шпангоутов, как правило, принимается равными 11 или 21, которые образуют соответственно 10 или 20 теоретических шпаций.
Слайд 10

Проекция ТЧ «Бок» КВЛ 20 19 18 17 16 15 14

Проекция ТЧ «Бок»

КВЛ

20 19 18 17 16 15 14 13

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

н.п.

к.п.

I

II

3

2

1

Слайд 11

Проекции ТЧ Теоретические шпангоуты КВЛ Корпус Полуширота z y В корму

Проекции ТЧ

Теоретические
шпангоуты

КВЛ

Корпус

Полуширота

z

y

В корму

В нос

x

20 18 16 14 12 10 8

6 4 2 1 0

0

2

4

6

8

10

10

12

14

16

18

20

I

II

I

II

I

II

1

2

3

1

2

3

КВЛ

Теоретические
ватерлинии

Козырек

Батоксы

Слайд 12

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ СУДНА

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ЧЕРТЕЖ СУДНА

Слайд 13

Главные плоскости ТЧ

Главные плоскости ТЧ

Слайд 14

НП КП

НП

КП

Слайд 15

Главные размерения судна – это обобщенные характеристики размеров корпуса: Конструктивные размеры

Главные размерения судна – это обобщенные характеристики размеров корпуса:

Конструктивные размеры –

это габаритные размеры корпуса
Размеры, характеризующие деление корпуса судна на надводную и подводную части
Слайд 16

Конструктивная и грузовая ватерлинии Конструктивная ватерлиния (КВЛ) – это основная расчетная

Конструктивная и грузовая ватерлинии

Конструктивная ватерлиния (КВЛ) – это основная расчетная ватерлиния

судна, соответствующая расчетной ватерлинии полного водоизмещения судна
Грузовая ватерлиния (ГВЛ) – это ватерлиния, соответствующая конкретному варианту загрузки судна, например, по летнюю грузовую марку
Слайд 17

КВЛ н.п. к.п. Lнб LКВЛ Lпп Lпп/2 Lпп/2 Lгаб Баллер руля

КВЛ

н.п.

к.п.

Lнб

LКВЛ

Lпп

Lпп/2

Lпп/2

Lгаб

Баллер
руля

форштевень

КВЛ

D

d

F

Bнб

Bгб

ВКВЛ

Главные размерения

ОП

ДП

Слайд 18

Главные размерения судна (определения в соответствии с «Правилами классификации и постройки

Главные размерения судна (определения в соответствии с «Правилами классификации и постройки морских

судов» РМРС будут даны в следующих лекциях, после изучения конструкции корпуса судна)

наибольшая длина судна Lнб - расстояние по длине между крайними точками носовой и кормовой оконечностей корпуса;
длина между перпендикулярами Lпп – расстояние между носовым (н.п.) и кормовым (к.п.) перпендику-лярами к основной плоскости судна ; носовой прохо-дит через точку пересечения КВЛ и форштевня, кормовой по оси баллера руля;
длина судна по КВЛ LКВЛ –- расстояние между точками пересечения КВЛ с диаметральной плоскостью судна;
габаритная длина судна Lгб – расстояние между крайними точками выступающих частей;
наибольшая ширина судна Внб - расстояние по ширине между крайними точками корпуса;

Слайд 19

ширина судна по КВЛ Вквл - наибольшая ширина конструктивной ватерлинии судна.

ширина судна по КВЛ Вквл - наибольшая ширина конструктивной ватерлинии судна.
габаритная

ширина судна Вгб – ширина с учетом выступающих частей;
осадка судна d - вертикальное расстояние в плоскости мидель-шпангоута от основной плоскости до действующей (расчетной) ватерлинии.
высота борта D - расстояние, измеренное в миделевом сечении от основной плоскости до линии палубы у борта.
высота надводного борта F - расстояние по высоте от действующей ватерлинии до линии палубы у борта;
Слайд 20

Сечения ТЧ

Сечения ТЧ

Слайд 21

Для приближенной и сравнительной оценки мореходных качеств судов используются соотношения главных

Для приближенной и сравнительной оценки мореходных качеств судов используются соотношения главных

размерений :
L/B (относительное удлинение) - определяет ходкость судна;
B/d - характеризует остойчивость и ходкость судна;
D/d - определяет плавучесть и остойчивость судна на больших углах наклонения.
и коэффициенты :
полноты ватерлинии α = S /LB;
полноты мидель-шпангоута β = ω /Bd;
общей полноты δ = V /LBd;
продольной полноты φ = V /ωL
вертикальной полноты χ = V /Sd.
Слайд 22

Коэффициент полноты ватерлинии - отношение площади конструктивной ватерлинии SКВЛ к площади

Коэффициент полноты ватерлинии - отношение площади конструктивной ватерлинии SКВЛ к площади

описанного вокруг нее прямоугольника с со сторонами L, B
α = S/L∙B
Слайд 23

Коэффициент полноты мидель-шпангоута - отношение погруженной площади мидель-шпангоута ω к площади

Коэффициент полноты мидель-шпангоута - отношение погруженной площади мидель-шпангоута ω к площади

описанного вокруг него с со сторонами B, d
β = ω /B∙d

ω

B

Слайд 24

Коэффициент общей полноты судна отношение объема подводной части корпуса V к

Коэффициент общей полноты судна отношение объема подводной части корпуса V к

объему прямоугольного параллелепипеда с со сторонами L, B, d
δ = V/L∙B∙d
Слайд 25

Коэффициент продольной полноты - отношение объема подводной части корпуса V к

Коэффициент продольной полноты - отношение объема подводной части корпуса V к

объему прямого цилиндра с основанием, ограниченным обводом мидель-шпангоута, а длина образующей, равной длине судна L
φ = V/ω∙L = δ/β
Слайд 26

Коэффициент вертикальной полноты - отношение объема подводной части корпуса V к

Коэффициент вертикальной полноты - отношение объема подводной части корпуса V к

объему прямого цилиндра с основанием, ограниченным обводом конструктивной ватерлинии и образующей, равной осадке судна d
χ = V/S∙d = δ/α

B

Слайд 27

Кривые элементов теоретического чертежа (КЭТЧ) - это зависимости площадей ватерлиний, погруженного

Кривые элементов теоретического чертежа (КЭТЧ) - это зависимости площадей ватерлиний, погруженного

объема и других элементов теоретического чертежа в зависимости от осадки d (при отсутствии крена и дифферента).
Они также называются гидростатическими кривыми.
Слайд 28

zc, м 6 5,5 5 4,5 4 3,5 d,м 6 5,5

zc, м

6

5,5

5

4,5

4

3,5

d,м

6

5,5

5

4

3,5

V(d)

S(d)

d,м

zc(d)

V 10-3,м

S, м2

4,5

750

800

3

4

5

Кривые элементов ТЧ

d= 4,85м

Слайд 29

На КЭТЧ изображаются (в соответствующих масштабах): V(d) и М(d) – кривые

На КЭТЧ изображаются (в соответствующих масштабах):
V(d) и М(d) – кривые

объемного и массового водоизмещения или «грузовой размер»;
хс(d) - кривая абсцисс ЦВ судна;
zс(d) - кривая аппликат ЦВ судна;
S(d) – кривая площадей ватерлиний или «строевая по ватерлиниям»;
xF(d) - кривая абсцисс центров тяжести площадей ватерлиний;
Ix(d) - кривая моментов инерции площадей ватерлиний относительно оси Ox;
IyF (d) – кривая моментов инерции площадей ватерлиний относительно поперечной оси, проходящей через т. F;
zm(d) - кривая аппликат поперечного метацентра;
кривые коэффициентов полноты δ(d), α(d), β(d).
Все значения могут быть сведены также в таблицу «Гидростатические элементы», а кривая «Грузовой размер» в таблицу «Грузовая шкала» (см. след. слайды)
Слайд 30

Гидростатические элементы

Гидростатические элементы

Слайд 31

Грузовая шкала

Грузовая шкала

Слайд 32

Определение моментов инерции площадей ватерлиний Т.е. момент инерции площади ватерлинии определяется

Определение моментов инерции площадей ватерлиний
Т.е. момент инерции площади ватерлинии определяется

как интеграл по площади S квадрата расстояния до оси вращения на площадь элементарной площадки dS.
Точка F с абсциссой xF - центр тяжести площади действующей ватерлинии лежит на оси f-f параллельной оси ординат 0у.
Это точка, относительно которой судно кренится вокруг оси абсцисс 0x и изменяет дифферент вокруг оси f-f.

f

f

Слайд 33

Строевая по шпангоутам Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна

Строевая по шпангоутам

Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна

строят специальную эпюру, называемую строевой по шпангоутам.
Для построения этой эпюры горизонтальная линия, выраженная в принятом масштабе теоретическую длину судна, делится на 20 одинаковых частей, равных числу шпаций на теоретическом чертеже судна. На перпендикулярах, восстановленных в точках деления, откладывают в определенном масштабе величины площадей погруженных частей соответствующих шпангоутов ω и концы этих отрезков соединяют плавной линией.
Площадь строевой по шпангоутам равна водоизмещению судна V, а абсцисса центра тяжести строевой по шпангоутам равна абсциссе центра величины судна xC.
Слайд 34

Строевая по шпангоутам

Строевая по шпангоутам

Слайд 35

Строевая по ватерлиниям Это эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте

Строевая по ватерлиниям

Это эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте

судна.
Площадь строевой по ватерлиниям также равна объемному водоизмещению судна - V, а ордината ее центра тяжести определяет положение центра величины судна по его высоте - zC
Слайд 36

Масштаб Бонжана Представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов от их

Масштаб Бонжана

Представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов от их погружения

по длине судна.
Строится масштаб Бонжана на трансформированном контуре сечения корпуса диаметральной плоскостью. Трансформация заключается в том, что для удобства использования, линейные масштабы вдоль осей 0х и 0у выбираются различными. От вертикальных линий, следов соответствующих теоретических шпангоутов ωi откладывают доведенные до высоты определенной ватерлинии с осадкой d значения площадей шпангоутов:
С помощью масштаба Бонжана можно определить водоизмещение по любую, в том числе и наклонную (для судна, сидящего с дифферентом) ватерлинию Вψ Лψ.
Слайд 37

Зависимость площади погруженной части шпангоута от осадки ω(d)

Зависимость площади погруженной части шпангоута от осадки

ω(d)

Слайд 38

Масштаб Бонжана dн, м dк, м 0 1 2 3 7

Масштаб Бонжана

dн, м

dк, м

0

1

2

3

7

20

19

18

17

10

13

Слайд 39

Использование Масштаба Бонжана На диаграмму нанести диаметральный след ватерлинии по маркам

Использование Масштаба Бонжана

На диаграмму нанести диаметральный след ватерлинии по маркам dн

и dк
Отметить точки пересечения следа ватерлинии со следами шпангоутов
Измерить горизонтальные расстояния между точками и кривыми ω(z)
Построить Строевую по шпангоутам ω(x)
Слайд 40

z ω Использование Масштаба Бонжана ωI (z) ωi di Л В

z

ω

Использование Масштаба Бонжана

ωI (z)

ωi

di

Л

В

Слайд 41

Использование Масштаба Бонжана dн, м dк, м 0 1 2 3

Использование Масштаба Бонжана

dн, м

dк, м

0

1

2

3

7

20

19

18

17

10

13



ω7

ω17

Слайд 42

Строевая по шпангоутам – зависимость ω(x) x Lк Lн dx V dV

Строевая по шпангоутам – зависимость ω(x)

x



dx

V

dV

Слайд 43

Интегралы вычисляют по правилу трапеций: i – номер теоретического шпангоута; N

Интегралы вычисляют по правилу трапеций:
i – номер теоретического шпангоута;
N –

номер последнего шпангоута (обычно N=20)
Слайд 44

Диаграмма осадок носом и кормой Дифферент, м Осадка носом, м Момент

Диаграмма осадок носом и кормой

Дифферент, м

Осадка
носом, м

Момент дедвейта относительно
миделя

Mx= ΔW X, тс м

Осадка кормой, м

36000

9000

Дедвейт, т

dн = 6,6м; dк = 7,4м;
дифф. = -0,8м (на корму)

Μ = 9000 т; Мх = 36000 тм

Слайд 45

Определение моментов инерции площадей ватерлиний Т.е. момент инерции площади ватерлинии определяется

Определение моментов инерции площадей ватерлиний
Т.е. момент инерции площади ватерлинии определяется

как интеграл по площади S квадрата расстояния до оси вращения на площадь элементарной площадки dS.
Точка F с абсциссой xF - центр тяжести площади действующей ватерлинии лежит на оси f-f параллельной оси ординат 0у.
Это точка, относительно которой судно кренится вокруг оси абсцисс 0x и изменяет дифферент вокруг оси f-f.

f

f

Слайд 46

Строевая по шпангоутам Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна

Строевая по шпангоутам

Для характеристики распределения сил водоизмещения по длине судна

строят специальную эпюру, называемую строевой по шпангоутам.
Для построения этой эпюры горизонтальная линия, выраженная в принятом масштабе теоретическую длину судна, делится на 20 одинаковых частей, равных числу шпаций на теоретическом чертеже судна. На перпендикулярах, восстановленных в точках деления, откладывают в определенном масштабе величины площадей погруженных частей соответствующих шпангоутов ω и концы этих отрезков соединяют плавной линией.
Площадь строевой по шпангоутам равна водоизмещению судна V, а абсцисса центра тяжести строевой по шпангоутам равна абсциссе центра величины судна xC.
Слайд 47

Строевая по шпангоутам

Строевая по шпангоутам

Слайд 48

Строевая по ватерлиниям Это эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте

Строевая по ватерлиниям

Это эпюра, характеризующая распределение сил водоизмещения по высоте

судна.
Площадь строевой по ватерлиниям также равна объемному водоизмещению судна - V, а ордината ее центра тяжести определяет положение центра величины судна по его высоте - zC
Слайд 49

Масштаб Бонжана Масштаб Бонжана представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов

Масштаб Бонжана

Масштаб Бонжана представляет совокупность зависимостей площадей всех теоретических шпангоутов от

их погружения по длине судна.
Строится масштаб Бонжана на трансформированном контуре сечения корпуса диаметральной плоскостью. Трансформация заключается в том, что для удобства использования, линейные масштабы вдоль осей 0х и 0у выбираются различными. От вертикальных линий, следов соответствующих теоретических шпангоутов ωi откладывают доведенные до высоты определенной ватерлинии с осадкой d значения площадей шпангоутов:
С помощью масштаба Бонжана можно определить водоизмещение по любую, в том числе и наклонную (для судна, сидящего с дифферентом) ватерлинию Вψ Лψ.
Слайд 50

Для вычисления объемного водоизмещения, координат центра величины и других элементов плавучести

Для вычисления объемного водоизмещения, координат центра величины и других элементов плавучести

используется теоретический чертеж.
Выделим из подводного объема корпуса двумя плоскостями шпангоутов, отстоящих на бесконечно малую величину dx элемент этого объема. Объем такого элемента будет ω·dx, а погруженный объем судна V определится интегрированием этого выражения по длине судна L.
Абсцисса центра величины:
Слайд 51

Рассмотрим элемент подводного объема, ограниченный плоскостями двух ватерлиний отстоящих на расстоянии

Рассмотрим элемент подводного объема, ограниченный плоскостями двух ватерлиний отстоящих на расстоянии

z и z + dz от основной плоскости.
Объем выделенного элемента будет S·dz, а погруженный объем корпуса V по ватерлинию при осадке d будет:
Аппликата центра величины:
Слайд 52

Погруженная площадь шпангоута ω определяется интегрированием элементарных площадок y·dz в пределах осадки судна d.

Погруженная площадь шпангоута ω определяется интегрированием элементарных площадок y·dz в пределах

осадки судна d.
Слайд 53

Площадь ватерлинии определяется интегрированием элементарных площадок y·dx по длине ватерлинии В

Площадь ватерлинии определяется интегрированием элементарных площадок y·dx по длине ватерлинии
В формулах

присутствует множитель 2, т.к. ордината (у) измеряется от ДП на один борт.